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嵌入式设计

《嵌入式系统设计》是2010年2月机械工业出版社出版的图书,作者是程克非。
  • 基于ARM的嵌入式流媒体播放器的实现

    近年来,网络音乐,特别是网络电台的风行,受到越来越多的大众追捧。网络音乐以其及时、海量、灵活、个性化、时尚的风格,吸引了越来越多消费者的加入和众多商家的关注。但是,作为网络音乐的终端--流媒体播放器,最直接面向大众的窗口,却显得单一,大部分商家只提供PC上的流媒体播放器。正出于此,本课题把目光投向那些不使用PC或者不愿长时间使用PC的用户,为他们量身定制流媒体播放设备,让用户不必使用PC也可享受网络音乐带来的快乐。 本课题的研发正是基于上述背景,研发支持无线网络的嵌入式多功能流媒体播放设备。本课题的研究目标是实现一个嵌入式流媒体播放器(亦称为InternetRadio),Internet Radio是一个可以在家中自由移动、任意摆放的网络流媒体播放设备。只要处在有网络环境中,Internet Radio的音乐平台让用户不必打开计算机,就能接收全球数千个不同风格、不同国家的各种类型音乐电台。除了可以直接透过因特网收听网络广播外,还可以播放储存于计算机硬盘或MP3设备中的音乐。 本系统采用ARM920T作为处理器,基于嵌入式Linux操作系统、vTuner网络电台地址数据库、Mplayer播放器软件和FLTK界面开发工具来实现。系统实现了除一般意义的音频流媒体播放和接收调频广播等功能之外,还增加了本地相框和网络数码相框Flickr在线分享的流行时尚元素。本论文具体分析了系统的硬件平台,主要论述了软件的实现,系统的主要软件功能包括bootloader和嵌入式Linux系统的移植,根文件系统的构建,播放器软件程序的研究、比较、移植和编写,系统与网络电台地址数据库vTuner和网络相框Flickr的交互,Microwindows、Nxlib和FLTK的移植和基于FLTK的图形界面开发,以及基于FLIK开发出良好的人机交互界面。作为项目的主要核心人员,作者负责系统的软件架构设计、Linux系统的移植、播放器软件的研究和开发、GUI开发工具和图形库的移植、图片播放的实现、用户与设备交互的实现和大部分界面程序的编码等关键工作。

    标签: ARM 嵌入式 流媒体播放器

    上传时间: 2013-07-10

    上传用户:小枫残月

  • 基于ARM的嵌入式手姿态跟踪设备控制系统研究

    基于手姿态的人机交互是以实现自然的人机交互为研究目标,可提高计算机的可操作性,同时使计算机能够完成更加复杂的任务。而基于ARM的嵌入式系统具有功耗低、体积小、集成度高等特点,嵌入式与具体应用有机地结合在一起,具有较长的生命周期,能够根据特定的需求对软硬件进行合理剪裁。结合嵌入式技术的手姿态跟踪设备能够实时的检测出人机交互系统中人手的位置与角度等数据,并将这些数据及时反馈给计算机虚拟系统来进行人机交互,提高跟踪设备的可靠性和空间跟踪精度。 通过对嵌入式开发过程以及对控制系统构成的分析,确定了手姿态信号输入方案及系统的软硬件总体设计方案。通过对目前流行的众多嵌入式处理器的研究、分析、比较选择了S3C2440处理器作为系统开发硬件核心,详细介绍了S3C2440的相关模块的设计,包括存储单元模块、通信接口模块、JATG接口电路。同时设计了系统的外围电路像系统时钟电路、电源电路、系统复位电路。 选择更适合于ARM开发的Linux系统作为软件开发平台。实现了Linux系统向开发板的移植、Bootloader的启动与编译、设备驱动程序的开发;根据手姿态信号输入方案系统采用分模块、分层次的方法设计了系统的应用程序——串口通信程序及手姿态识别子程序。通过分析常用的手姿态识别算法,系统采用基于神经网络的动态时间规整与模板匹配相结合的动态手姿态识别算法。并依据相应的软硬件测试方法对系统进行了分模块调试及系统的集成。

    标签: ARM 嵌入式 设备 控制

    上传时间: 2013-07-11

    上传用户:songyuncen

  • 基于ARM的嵌入式数据存储系统研究

    随着电子技术的不断发展,嵌入式系统越来越多地在控制类、消费类、通讯类等电子产品广泛应用,嵌入式技术也越来越和人们的生活紧密结合。同时,计算机硬件的发展以及数据量的增加,对存储设备的要求也越来越高。 本文深入研究了嵌入式系统中数据存储和数据交换,提出了一套完整的嵌入式系统中数据存储和数据交换的设计方案,并详细介绍了其实现过程。Flash存储器由于体积小、功耗低、性能稳定等特点在便携式电子产品中得到了广泛的应用。Flash存储器主要有两种形式:Nor Flash和Nand Flash。Nor Flash具有XIP特性,可以直接在芯片上执行代码,而且读取速度较快。Nand Flash存储密度大、容量大、生产工艺简单、性价比高,但是控制方式复杂而且可能会存在一定的坏块。SD卡是近年来流行的大容量便携式存储卡。本系统中,我们以Flash和SD卡作为数据存储介质。在存储介质的选择方面,在系统内部采用了体积小、容量大、成本低的Flash,并采用Nor和Nand Flash相结合的方案:在Nor Flash上存储与系统相关的软件和程序,在Nand Flash上存储用户数据。系统外部采用安全性高、容量大、性能佳的SD卡作存储容量扩展。实现了基于Atmel公司ARM系列MCU的Flash存储器和SD卡的硬件电路的设计及底层驱动程序的设计。 本研究分别根据Nor和Nand Flash数据存储和操作特点,分析了JFFS2和YAFFS的特点以及各自的存储方式、断电保护、损耗平衡、垃圾回收等一系列的策略和机制,并在Nor和Nand Flash上实现并优化了这些管理机制。在SD上则采用目前主流操作系统(Windows,Linux等)所支持的FAT16文件格式,完成了从磁盘格式化到文件的读写等标准API函数,实现了嵌入式系统的高速数据交换。

    标签: ARM 嵌入式 数据存储 系统研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:qulele

  • 基于ARM的嵌入式网络控制系统研究

    近年来,嵌入式Internet远程测控系统已成为计算机控制领域一个重要组成部分,它将计算机网络、通信与自动控制技术相结合并成为新兴的研究热点。通过嵌入式Internet控制系统,用户只要在有网络接入的地方,就可以对与网络连接的任何现场设备进行远程测控。嵌入式系统可以根据应用进行软硬件的定制,特别适用于对成本、体积、功耗有严格要求的各种远程测控设备。该项技术的研究具有广阔的应用前景。 嵌入式Web远程监控不同于以往的C/S和B/S网络监控技术,它通常采用嵌入式系统作为Web服务器,使得系统的成本大大降低,且设备体积小巧,便于安装、易于维护,安全可靠,此技术自问世以来得到了业界的广泛关注,各式各样的解决方案和实现方式层出不穷。 本文提出了一种基于ARM的嵌入式网络控制系统。该系统以嵌入式Boa服务器作为远程信号的传输平台。首先对网络的系统结构和工作原理作了详细介绍,然后对嵌入式网络控制系统的实现作了深入的探讨和研究。 整个嵌入式网络控制系统主要划分为三个部分:嵌入式网络控制系统硬件设计;嵌入式网络控制器的软件设计;嵌入式网络控制系统Web服务器实现。系统选用主流的ARM微处理器LPC2210作为系统主控制器,并根据需要给出了具体的硬件电路设计,包括:存储器接口电路、网络接口电路、串行通信接口电路以及信号调理电路设计。鉴于μ Clinux对ARM技术的有力支持,且μ Clinux具有内核可裁减、网络功能强大、低成本、代码开放等特点,通过对μ Clinux的裁减、配置和编译,成功地将μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成设备驱动开发、嵌入式网络控制系统Boa服务器的构建及系统应用开发。 该嵌入式网络控制系统融合监控网与信息网,实现了远程分布式测控和通讯。系统稳定性高、实时性好、性价比高,具有广泛的应用价值,适用于工业、交通、电力、能源等众多控制领域。

    标签: ARM 嵌入式网络 控制 系统研究

    上传时间: 2013-06-13

    上传用户:牛津鞋

  • 基于ARM的全数字B型超声诊断仪的设计与研究

    超声理论与技术的快速发展,使超声设备不断更新,超声检查已成为预测和评价疾病及其治疗结果不可缺少的重要方法。超声诊断技术不仅具有安全、方便、无损、廉价等优点,其优越性还在于它选用诊断参数的多样性及其在工程上实现的灵活性。 全数字B超诊断仪基于嵌入式ARM9+FPGA硬件平台、LINUX嵌入式操作系统,是一种新型的、操作方便的、技术含量高的机型。它具有现有黑白B超的基本功能,能够对超声回波数据进行灵活的处理,从而使操作更加方便,图象质量进一步提高,并为远程医疗、图像存储、拷贝等打下基础,是一种很有发展前景、未来市场的主打产品。全数字B型超声诊断仪的基本技术特点是用数字硬件电路来实现数据量极其庞大的超声信息的实时处理,它的实现主要倚重于FPGA技术。现在FPGA已经成为多种数字信号处理(DSP)应用的强有力解决方案。硬件和软件设计者可以利用可编程逻辑开发各种DSP应用解决方案。可编程解决方案可以更好地适应快速变化的标准、协议和性能需求。 本论文首先阐述了医疗仪器发展现状和嵌入式计算机体系结构及发展状况,提出了课题研究内容和目标。然后从B超诊断原理及全数字B超诊断仪设计入手深入分析了B型超声诊断仪的系统的硬件体系机构。对系统的总体框架和ARM模块设计做了描述后,接着分析了超声信号进行数字化处理的各个子模块、可编程逻辑器件的结构特点、编程原理、设计流程以及ARM处理模块和FPGA模块的主要通讯接口。接着,本论文介绍了基于ARM9硬件平台的LINUX嵌入式操作系统的移植和设备驱动的开发,详细描述了B型超声诊断仪的软件环境的架构及其设备驱动的详细设计。最后对整个系统的功能和特点进行了总结和展望。

    标签: ARM 全数字 仪的设计 超声诊断

    上传时间: 2013-05-28

    上传用户:sssnaxie

  • 基于ARM的人脸识别系统设计与实现

    人脸识别技术作为生物识别技术之一,是模式识别在图像领域中的具体运用,其应用前景非常广阔,可以应用到身份证件的鉴别、自动门禁控制系统、银行取款机、家庭安全,图片检索等领域。 人脸识别系统主要分为人脸检测定位,特征提取和人脸分类三部分。人脸的检测和定位,即从输入的图像中找到人脸及人脸存在的位置,并将人脸从背景中分离出来。在特征提取部分,先对原始人脸数据进行特征提取,之后原始数据由维数较少的有效特征数据表示并存储在数据库中,接下来进行人脸分类,在识别待测人脸图像时,将待测图像的特征数据与数据库中存储数据相比对,判断是否为库中的某一人,从而实现自动识别人脸的目的。 在过去的十年里,人脸识别技术一直是图像处理领域里具有挑战性的课题,随着研究的深入,许多人脸检测及识别算法被提出来。其中基于主成分分析的Eigenface的算法及其变形已经成为测试人脸识别系统性能的基准算法;同时Adaboost人脸检测算法,在PC上基本可以达到实时,在嵌入式产品广泛应用的今天,只有让人脸识别算法在嵌入式平台上实现,才能获得更广阔的应用,本文研究了在嵌入式平台上Adaboost人脸检测算法的性能。 嵌入式是后PC时代的一个亮点,目前已经应用在社会生活的方方面面。嵌入式产品的开发平台分为包括很多,如:DSP,ARM,PowerPC等等。本文采用的ARM9作为嵌入式开发平台,研究人脸识别在ARM平台的性能,为实用的嵌入式人脸识别系统的设计提供参考。 本文从PC平台的软件实现入手,分别实现了PC平台下的AdaBoost人脸检测算法和PCA人脸识别算法,分析了现象及结果,接下来搭建了基于ARM嵌入式系统的硬件平台,对AdaBoost人脸检测算法进行了硬件平台的移植,并得出相应实验效果。

    标签: ARM 人脸识别 系统设计

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:saharawalker

  • 基于ARM的数据采集系统的研究与设计

    近些年来,随着以计算机技术、通信技术为主的信息技术的快速发展和Internet的广泛应用,嵌入式系统也受到了越来越多的重视,日益广泛的应用与工业控制、移动通讯、家用电器以及消费电子设备中。 而数据采样在现代工业中发挥着非常重要的作用,工业设备的监测和控制都离不开数据的采集。但传统的基于单片机系统的数据采样模块因为无法或很难完成操作系统的嵌入、文件的管理、各种接口的连接、与Internet的互联、大容量存储器的扩展等功能,所以在许多领域的应用受到限制。针对这些问题,设计开发了基于Linux操作系统的嵌入式数据采集模块。 本文在综合分析了现有数据采集系统存在问题的基础上,新设计的嵌入式数据采集系统采用板卡式结构提高了系统的可扩展性和灵活性;采用嵌入式Linux内核作为系统的运行、调度的核心,提高了系统的软件可移植性和稳定性;采用基于ARM9核的32位嵌入式微处理器,作为控制、处理和通信的核心,提高了整个硬件系统的处理能力、控制灵活性以及抗干扰能力,并降低了功耗。系统有强大的网络通信能力,为接入Internet提供了可能。 基于ARM的嵌入式数据采集与处理系统结构清晰、通用性好、可扩展性强,可为各种嵌入式应用提供一套完整的硬、软件解决方案,在工业测量与控制领域具有较为广阔的应用前景。

    标签: ARM 数据采集系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:chens000

  • 基于ARM的数控冲床自动送料系统的设计

    数控冲床送料系统主要用于与冲床实现配套,在冲孔过程中按照程序设定控制板料移动和冲床冲孔,实现冲孔的高度自动化。自动送料机构作为冲压加工生产实现自动化的最基本的要求,它的自动化程度高低,直接影响着冲压生产效率以及冲压生产整体自动化水平,只有其自动化程度与冲压设备相匹配甚至高于冲压设备,才能够实现冲压生产的完全自动化。 嵌入式系统是继IT网络技术之后,又一个新的发展方向,由于嵌入式系统自身的优点,现在已经广泛应用到军事国防、消费电子、工业控制等各个领域。随着电子、计算机、自动控制以及精密机械与测试技术的不断提高和发展,自动送料装置也在随着数控机床的发展而在迅速发展和演变。而随着嵌入式微处理器的发展,嵌入式系统也开始运用到数控冲床自动送料系统中来。 本文采用目前广泛使用的32位ARM微处理器,Samsung公司基于ARM920T的S3C2440A作为系统的主控制器,该处理器主要面向嵌入式设备,具有性价比高、功耗低的特点,并且在嵌入式Linux操作系统下可移植性好,具有较强的控制能力和丰富的片内资源。该系统能实现数控冲床的自动送料,软硬件结构简单,定位精度高,操作简单方便,具有良好的人机界面。论文首先根据生产实际要求和控制系统设计原则,确定了送料系统的软硬件总体设计方案。硬件方面,在S3C2440A的基础上扩展了NANDFlash、NORFlash、SDRAM、LCD触摸屏模块,并设计了X、Y轴电机及其驱动电路。软件方面,选用Linux操作系统,在此基础上构建了嵌入式Linux开发环境,实现了Bootloader、Linux内核、YAFFS根文件系统的移植,选用Qt/Embeded设计系统的操作界面,给出了系统各个模块的程序设计,包括人机界面、速度预处理、插补模块和电机控制部分,文章对系统的软硬件的抗干扰技术也专门做了介绍。随后,文章还介绍了积分分离的PID控制算法,并通过使用matlab对电机控制进行仿真,验证了该算法的可行性。 文章在最后对整个设计进行了总结和展望,指出了系统存在的问题和一些可以改进的地方。

    标签: ARM 数控 自动

    上传时间: 2013-06-28

    上传用户:love1314

  • 基于ARM的数字化家园网关设计与实现

    随着社会和科学技术的发展,以及家居环境的数字化,家用设施越来越信息化、网络化,并提出了信息交互的要求,同时对家用设施进行组网和统一管理提上日程。当代主流解决方案是通过嵌入式家园网关把家用设施联合成为一个局域网,并在此基础上实现了家用设施的管理。同时网关可以完成局域网内和到Internet的通信转换,实现远程控制。 本文对嵌入式家园网关的软件及部分硬件进行了深入的研究和探讨。设计出了一个基本的家园网关。本文的主要工作在于以下几个方面: (1)利用S3C2410开发板,依托Linux操作系统,通过使用MCP2515 CAN总线控制器,组成一个基本的家园网关。 (2)完成了在Linux下对MCP2515 CAN总线控制器的驱动,网络通信程序、节点管理程序及协议转换程序的编写,这些程序组成了整个系统的三个层次,包括网络层,协议转换管理层及驱动层。通过这些分层的协同工作,实现了家园网关中关于TCP/IP协议和CAN总线协议的互相转换。 (3)在CAN总线协议的基础上创新性地提出了应用层协议的设计方案,这个协议使得家园网关在CAN总线上具备管理能力及可靠的批量数据传输能力。 系统测试证明本方案是可行的,本文的数字化家园网关具有体积小,可靠性高,其CAN总线具有安装方便的优势,整个系统并有广阔的发展空间。

    标签: ARM 数字化 网关设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:三人用菜

  • 基于ARM的数字水印商标检测仪的设计研究

    论文通过分析国内外数字水印的发展现状,针对目前市场上假冒伪劣商品泛滥的实际问题,介绍了一种基于ARM9(S3C2410X)的数字水印商标检测仪的设计。 为了选择鲁棒性好的数字水印提取算法,论文介绍了用MATLAB对离散余弦变换、小波变换和基于主要特征方向向量的DCT和DWT相结合的算法的仿真过程,包括三种检测算法在无噪声且无攻击、有噪声、滤波以及RST攻击(旋转、放缩、平移)等情况。通过仿真结果的对比,最后选择了基于主要特征方向向量的DCT和DWT相结合的算法作为商标检测仪数字水印的提取算法。 在商标检测仪的软硬件实现过程中,论文首先介绍了检测仪的硬件设计,包括ARM9处理芯片及其外围扩展电路,采集设备,人机接口等部分。然后研究了基于ARM9的关于Bootload启动代码的引导以及Linux操作系统的移植,并建立了嵌入式交叉编译环境,为检测仪的设计和研究构建了一个良好的平台。在软件设计方面,主要介绍了用C语言实现基于主要特征方向向量的DCT和DWT相结合的算法,其中包括小波变换、离散余弦变换、Zigzag排列和相关检测程序等,另外,论文还对数字水印商标检测仪的图像采集、人机交互、终端显示等程序的设计方法进行了论述。

    标签: ARM 数字水印 商标 仪的设计

    上传时间: 2013-07-02

    上传用户:tdyoung